Developing computational models of the human spine has been a hot topic in biornechanical research for a couple of decades in order to have an understanding of the behaviour of the whole spine and the individual spinal parts under various loading conditions. The objectives of this thesis are to develop a biofidefic multi-body model of the whole human spine especially for dynamic analysis of impact situations, such as frontal impact in a car crash, and to generate finite element (FE) models of the specific spinal parts to investigate causes of injury of the spinal components. As a proposed approach, the predictions of the multi-body model under dynamic impact loading conditions, such as reaction forces at lumbar motion segments, were utilised not only to have a better understanding of the gross kinetics and kinematics of the human spine, but also to constitute the boundary conditions for the finite element models of the selected spinal components. This novel approach provides a versatile, cost effective and powerful tool to analyse the behaviour of the spine under various loading conditions which in turn helps to develop a better understanding of injury mechanisms.

No description available.

No description available.

Understandings of the longer-term experiences of recovery from road trauma are limited. Many studies to date have examined the psychological and psychiatric consequences of road accidents in the short term, but few have moved to a focus on the psychosocial and subjective aspects of recovery, and the longer-term challenges of this process. (For complete abstract open document)

Thesis (MCom (Communication Management))-- University of Pretoria, 2008. / Abstract in English. Includes bibliographical references. Available on the Internet via the World Wide Web.

Thesis (M.S.)--University of Central Florida, 2009. / Adviser: Mohamed Abdel-Aty. Includes bibliographical references (p. 67-71).

Zugl.: Erlangen, Nürnberg, Univ., Diss., 2009

Τα τελευταία δεκαπέντε χρόνια έχει προχωρήσει σημαντικά η ανάπτυξη αυτομάτων συστημάτων βοήθειας του οδηγού που στοχεύουν να προειδοποιήσουν για το περιβάλλον οδήγησης και τις πιθανότητες σύγκρουσης με άλλα οχήματα. Τα Πανεπιστήμια, Κρατικοί φορείς και αυτοκινητοβιομηχανίες ρίχνουν ιδιαίτερο βάρος στο θέμα αυτό που έχει κοινωνικές και εμπορικές διαστάσεις. • Κοινωνικές διαστάσεις γιατί η αξιόπιστη λειτουργία συστημάτων βοήθειας οδηγών μπορεί να συμβάλλει αποφασιστικά στη μείωση των τροχαίων ατυχημάτων. • Εμπορικές διαστάσεις γιατί ο ανταγωνισμός των βιομηχανιών αυτοκινήτων σε συνεργασία με εταιρείες παραγωγής συστημάτων αυτοματισμού, οδηγεί σε ένα κυνήγι παρουσίασης πλέον σύγχρονων και «ελκυστικών» συστημάτων για το καταναλωτικό κοινό. Ειδικά στο θέμα των κοινωνικών διαστάσεων, τα παρακάτω στοιχεία δίνουν με πολύ έμφαση το μέγεθος του προβλήματος. Κατά μέσον όρο, τουλάχιστον ένας άνθρωπος πεθαίνει κάθε λεπτό σε τροχαίο ατύχημα. Τα τροχαία ατυχήματα επίσης τραυματίζουν τουλάχιστο 10 εκατομμύρια ανθρώπους, από τους οποίους 2 ή 3 εκατομμύρια σοβαρά. Προβλέπεται ότι οι νοσοκομειακές δαπάνες, οι κατεστραμμένες περιουσίες και άλλα παρεμφερή κόστη θα ανέλθουν στο 1–3 % του παγκοσμίου ακαθαρίστου εθνικού προϊόντος. Αντικείμενο της διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη 26 ερευνητικών εργασιών που ερευνούν διατάξεις εντοπισμού και ανίχνευσης οχημάτων, πεζών, αντικειμένων και οδικών υποδομών, η σύγκριση της μεθοδολογίας τους, ο σχολιασμός πλεονεκτημάτων και μειονεκτημάτων και η αναφορά σε μελλοντικές απαιτήσεις - προκλήσεις. Η δομή της εργασίας είναι η παρακάτω: • Στο κεφάλαιο Ι γίνεται εισαγωγή στο αντικείμενο της εργασίας και παρουσιάζεται σειρά στατιστικών δεδομένων για τα τροχαία ατυχήματα. • Στο κεφάλαιο II γίνεται συνοπτική παρουσίαση των ερευνητικών εργασιών που χρησιμοποιήθηκαν για την παρουσίαση του θέματος. • Στο κεφάλαιο III γίνεται παρουσίαση βασικών στοιχείων εξοπλισμού για τον εντοπισμό και παρακολούθηση του κυκλοφοριακού τοπίου καθώς επίσης αναφορά σε θεωρητικές υπολογιστικές επεξεργασίες. • Στο κεφάλαιο IV γίνεται μια παρουσίαση βασικών ερευνητικών και πειραματικών διατάξεων που έχουν προταθεί ή εφαρμοσθεί για τον εντοπισμό, την ανίχνευση και παρακολούθηση οχημάτων, πεζών, εμποδίων επί των οδών, και υποδομών παραπλεύρως του οδικού δικτύου, έτσι ώστε να παράγεται πληροφορία στον χρήστη της οδού. Πληροφορία που μπορεί να αποδειχθεί από χρήσιμη μέχρι σωτήρια γιατί μπορεί να λειτουργήσει είτε ως προειδοποίηση στον οδηγό είτε ως ερέθισμα για αυτόματη επενέργεια επί των συστημάτων του αυτοκινήτου (π.χ. αυτόματο φρενάρισμα). • Στο κεφάλαιο V γίνεται σχολιασμός και συγκρίσεις των περιγραφεισών μεθόδων, εξάγονται συμπεράσματα και επισημαίνονται κάποιες μελλοντικές ερευνητικές και κατασκευαστικές προκλήσεις. • Στο κεφάλαιο VI αναφέρεται η χρησιμοποιηθείσα βιβλιογραφία. Όλες οι μέθοδοι προσπαθούν να ανταποκριθούν μερικά ή ολικά στα παρακάτω ζητούμενα: ◊ Εντοπισμός στόχων (κινητών και ακινήτων). ◊ Παρακολούθηση συμπεριφοράς κινουμένων στόχων. ◊ Παραγωγή προειδοποίησης (ακουστικά ή οπτικά σήματα). ◊ Αυτόματη επενέργεια σε συστήματα του οχήματος. • Εργαλεία των συστημάτων που παρουσιάζονται είναι συνήθως ένα σύνολο εξοπλισμού παθητικών και ενεργητικών αισθητήρων, ένας πρωτότυπος αλγόριθμος επεξεργασίας των στοιχείων και ένας υπολογιστής για την επεξεργασία και αξιολόγηση των δεδομένων. • Εμπόδια που πρέπει να υπερπηδηθούν είναι η συνθετότητα του περιβάλλοντος οδήγησης (αυτοκινητόδρομοι, επαρχιακοί οδοί, αστικό οδικό δίκτυο κ.λ.π.) και οι μεταβαλλόμενες καιρικές συνθήκες (καλοκαιρία, βροχή, ομίχλη, χιόνι κ.λ.π.). • Κλειδί στην αποτελεσματικότητα είναι η συλλογή των πλέον επίκαιρων δεδομένων και η δημιουργία γρήγορου και στιβαρού αλγόριθμου. • Μέτρο επιτυχίας είναι η συμπεριφορά σε πραγματικές συνθήκες και η δυνατότητα λειτουργικής και οικονομικής ενσωμάτωσης στο όχημα. Οι μελετηθείσες 26 ερευνητικές εργασίες που εντοπίζουν και ανιχνεύουν κατηγοριοποιούνται: 1. Ανάλογα με τον χρησιμοποιούμενο εξοπλισμό Α. Σε διατάξεις απλών ενεργητικών αισθητήρων Β. Σε διατάξεις παθητικών αισθητήρων (οπτικά συστήματα με διάφορες μορφές καμερών) Γ. Σε διατάξεις δυο ειδών αισθητήρων Δ. Σε πολυαισθητηριακές διατάξεις Σημειώνουμε ότι παρουσιάζονται δυο κατηγορίες αισθητήρων: οι ενεργητικοί και οι παθητικοί. Ενεργητικοί αισθητήρες θεωρούνται οι τύπου ραντάρ (mm κύμα), τύπου laser (lidar και scanners) και οι ακουστικού τύπου. Οπτικοί αισθητήρες, όπως συνήθεις κάμερες, θερμογραφικές κάμερες (FLIR - Forward Looking InfraRed), CCD κάμερες (Charge-coupled device cameras) συχνά αναφέρονται ως παθητικοί αισθητήρες γιατί αποκτούν δεδομένα χωρίς παρέμβαση. Αναλύονται τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά των παραπάνω διατάξεων, τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματά τους και αναδεικνύεται η επικρατούσα, με την πάροδο του χρόνου, τάση συνδυασμού διαφόρων αισθητήρων. 2. Ανάλογα με τις στοχεύσεις, τους υπολογιστικούς αλγορίθμους και τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά τους. Οι εξετασθείσες μελέτες που εντοπίζουν και παρακολουθούν στόχους του κυκλοφοριακού τοπίου μπορούν να ταξινομηθούν ως προς τους στόχους στις εξής κατηγορίες: 1. Κινούμενα οχήματα – πεζοί (κυρίως αστικό κυκλοφοριακό τοπίο). 2. Κινούμενα οχήματα (αυτοκινητόδρομοι, επαρχιακοί οδοί, αστικές οδοί). 3. Στάσιμα αντικείμενα, οχήματα – πεζοί (αυτοκινητόδρομοι, επαρχιακοί οδοί, αστικές οδοί). 4. Πεζοί (αστικό κυκλοφοριακό τοπίο). 5. Οδικές υποδομές (αυτοκινητόδρομοι) με έμφαση στις κατακόρυφες ταμπέλες και στις ανισόπεδες διαβάσεις. Από την παρουσίαση και τη σύγκριση των εργασιών, προκύπτει ότι το βασικό πρόβλημα που γίνεται προσπάθεια να αντιμετωπιστεί, είναι η εγκατάσταση διατάξεων που θα πρέπει να διακρίνονται, μεταξύ άλλων, από: • Αξιοπιστία όσον αφορά τον εντοπισμό και την παρακολούθηση. • Προσαρμογή σε σύνθετες κυκλοφοριακές συνθήκες όπως είναι μεταβαλλόμενες καιρικές συνθήκες (μειωμένη ορατότητα, χαμηλός φωτισμός, έντονη βροχή, χιόνι κ.λ.π.) είτε πυκνή οδική κυκλοφορία (π.χ. σε οδούς στο αστικό οδικό δίκτυο). • Γρήγορη επεξεργασία των δεδομένων εισόδου με στιβαρούς αλγόριθμους • Ελαχιστοποίηση λανθασμένων προειδοποιήσεων. • Κατασκευαστικό και λειτουργικό κόστος που θα τις καταστούν υλοποιήσιμες σε πλατιά κλίμακα. Από την ανάλυση των στοιχείων των εργασιών προκύπτει ότι υπάρχουν πολλοί τρόποι να μειωθούν σημαντικά τα σφάλματα, διατηρώντας υψηλή ακρίβεια, όπως βελτιωμένες αλγοριθμικές επιλύσεις (π.χ. με χρήση πολλαπλών εργαλείων, προχωρημένων στατιστικών και γνωστικών μεθόδων), συνδυασμός αισθητήρων (π.χ. ορατοί, IR, ραντάρ) και τηλεματική (π.χ. επικοινωνία οχήματος με όχημα, εντοπισμός με μέθοδο GPS). Σε σχέση με το λογισμικό, ένα απαραίτητο βήμα είναι η δημιουργία σταθερών προϋποθέσεων έτσι ώστε τα οπτικά συστήματα εντοπισμού οχήματος να είναι τυποποιήσιμα, επαναδιαμορφούμενα και επεκτάσιμα έτσι ώστε να μπορούν να συνεργαστούν με τη μεγάλη ποικιλία εφαρμογών επεξεργασίας. Πολύ εύστοχη θα ήταν η δημιουργία και ανάπτυξη λογισμικού που θα μπορεί να σχετίζεται με διάφορα επίπεδα αφαίρεσης συμπεριλαμβάνοντας συνδυασμό αισθητήρων, ενοποίηση ποικίλων αλγορίθμων, οικονομική χρήση πόρων, ταξινόμηση και υπολογισμούς. Επίσης η βελτίωση των ταχυτήτων των PCs έχει οδηγήσει σε αρκετά ικανοποιητικά αποτελέσματα όσον αφορά τον χρόνο επεξεργασίας, δεδομένου ότι τα συστήματα εντοπισμού κινουμένου οχήματος έχουν μεγάλες υπολογιστικές απαιτήσεις καθώς χρειάζεται να επεξεργαστούν τις ανακτώμενες εικόνες σε πραγματικό χρόνο ή κοντά σε πραγματικό χρόνο για να εξοικονομήσουν χρόνο στην αντίδραση του οδηγού. Τέλος θα πρέπει να αντικειμενικοποιηθούν οι διαδικασίες αξιολόγησης των παρουσιαζομένων μεθόδων έτσι ώστε να είναι πλέον συγκρίσιμες και ευρύτερα αποδεκτές. / -

En 2010, 130 enfants ont perdu la vie lors d’un accident sur les routes françaises. Une meilleure connaissance des mécanismes lésionnels lors d’un accident pourrait permettre d’améliorer leur sécurité. Si les modèles de mannequins de crash-test existants permettent d’obtenir certaines informations sur les niveaux d’effort subis localement et sur la cinématique, les modèles numériques par éléments finis peuvent fournir des informations complémentaires sur le comportement des organes internes. Or il n’existe actuellement que très peu de modèles numériques d’enfants. L’objectif de ce projet est de développer et évaluer un modèle éléments finis d’un enfant de 6 ans passager d’un véhicule (FEMOCS6). L’acquisition géométrique de ce modèle a été réalisée à partir d’images scanner d’enfants pour le tronc et la tête et de la mise à l’échelle de géométries d’adultes pour les membres. La géométrie maillée est composée d’environ 390 000 éléments triangulaires et 460 000 éléments tétraédriques. L’étude de la problématique de l’enfant nous a permis de définir certaines hypothèses de modélisation et de déterminer les propriétés mécaniques implémentées dans le modèle. Les propriétés matériaux proviennent en partie de travaux de caractérisation des tissus de l’enfant mais par manque de données la plupart des propriétés sont issues des valeurs de l’adulte. Le comportement mécanique du modèle a ensuite été évalué par la simulation d’essais décrits dans la littérature : impacts, compressions dynamiques et chocs avec utilisation d’un dispositif de retenue. Le modèle évalué pourra alors permettre d’étudier l’efficacité des différents dispositifs de retenue d’enfants existants. / 130 children died in the French roads in 2010. A better knowledge of the mechanisms of injuries could lead to an improvement of their safety. Crash test dummies provide data on the local forces and on kinematics but finite element models can provide further data on the mechanical behaviour of internal organs. However, few numerical models of children currently exist. The purpose of this project is to develop and assess a finite element whole-body model of a 6 year old child (FEMOCS6). The geometry of this model was provided by medical imaging data of children for the trunk and the head and by a scaling down of an adult geometry for the limbs. Meshed geometry is made up of about 390 000 tria elements and 460 000 tetra elements. The study of the specificities of children led to the definition of modelling hypotheses and of the mechanical properties. Material properties were partly provided by characterizations of paediatric tissues from literature but a lack of data led to the use of adult data for the most of the tissues. The mechanical behaviour of the model was assessed by the numerical simulations of paediatric tests from the literature: impacts, dynamical compression and sled tests with a restraint system. The model could allow to study efficiency of existing child restraint system.

The aim of this master’s thesis was to create a component model of a door handle stiffener used by the Volkswagen concern, which can be used for crash computations. Also to tune its parameters the way, its behavior corresponds the most to the real part’s. In the theoretical part the current regulations of the Euro NCAP are presented, concerning the testing and evaluation of the passive safety of new vehicles. Attention is focused on the evaluation of the side impact barrier tests, where the effect of the door handle stiffener’s damage is reflected the most. Shown are the reasons for the effort to simulate the real behavior of the stiffener, the factors, which initialized the born of the studied problem. The practical part starts with the creation of the FEM mesh of the part based on its 3D CAD model, also describes the requirements for the mesh quality, as well as the used tools and methods. Further on investigated are the characters of real damages of the door handle area during side impacts, based on which the component tests are proposed for the validation of the simulation model. Experimental research consists of the stiffener’s testing for simple bend and twist loads, three specimens each. After the execution of the tests the results get compared with the corresponding simulations. Modifications are made on the model according to the acquired results: refinement of the FEM mesh, new material model usage with failure for shell elements and definition of real material characteristics for the used thermoplastics. The latest obtained simulation dependencies are compared with the measured values again, the results are evaluated at last.